Farbtreueprüfung

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Farbtreue (ΔE) und/oder zur Ermittlung des für den Menschen wahrnehmbaren Farbunterschieds (ΔE) zwischen zwei jeweils durch Farbvektoren (E₁, E₂) vorgegebenen Farben, wobei die beiden Farbvektoren (E₁, E₂) in Bezug auf einen vorgegebenen Farbraum (R) festgelegt werden, und wobei jede der Komponenten des jeweiligen Farbevektors (E₁, E₂) jeweils dem Helligkeitsmesswert eines Sensors (10, 11) für eine vorgegebene Wellenlänge oder einen vorgegebenen Wellenlängenbereich entspricht.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, - dass der Farbabstand (ΔR) zwischen den beiden Farbvektoren (E₁, E₂) ermittelt wird, ein Basisfarbvektor (B) auf einen der beiden Farbvektoren (E₁, E₂) oder durch Verknüpfung der beiden Farbvektoren (E₁, E₂) im Farbraum (R) festgelegt wird, dass ein Multiplikator (ΔÊ) durch Auswahl aus einer Anzahl vorgegebener Multiplikatoren (ΔÊ₁, ..., ΔÊ_n) in Abhängigkeit vom Basisfarbvektor (B) ermittelt wird, wobei der ausgewählte Multiplikator (ΔÊ) das Verhältnis des Abstands (ΔE_lokal) von in den CIELAB-Farbraum (C) transformierten Farbvektoren zum Abstand (D _e ) dieser Farbvektoren (E₁, E₂) im vorgegebenen Farbraum (R) innerhalb einer vorgegebenen Umgebung (u) des Basisfarbvektors (B) näherungsweise angibt, und dass der wahrnehmbare Farbunterschied (ΔE) oder die Farbtreue (ΔE) als Produkt des Farbabstands (ΔR) und des Multiplikators (ΔÊ) gemäß ΔE = ΔR · ΔÊ ermittelt wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Farbtreue und/oder zur Ermittlung des für den Menschen wahrnehmbaren Farbunterschieds zwischen zwei jeweils durch Farbvektoren vorgegebenen Farben.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Quantifizierung des für einen Menschen wahrnehmbaren Unterschieds zwischen einem Farbwert und einem Sollwert, das im Zuge einer schnellen optischen Farbtreueprüfung von Gegenständen mittels eines Bildsensors durchgeführt wird.

[0002] Unter einem Sensor wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung jeweils ein Sensor verstanden, der Helligkeitswerte für unterschiedliche Wellenlängenbereiche liefert. So können etwa drei Teilsensoren mit jeweils unterschiedlicher Wellenlängensensitivität gemeinsam einen Sensor bilden. Mehrer Sensoren können gemeinsam in einem Array angeordnet sein und so einen Bildsensor für eine Kamera bilden. Jedem Sensor kann allenfalls auch noch eine konkrete Auswerteschaltung nachgeschaltet sein, die vorab Farb- und Helligkeitskorrekturen vornimmt.

[0003] Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Bestimmung der Farbtreue und/oder zur Ermittlung des für den Menschen wahrnehmbaren Farbunterschieds zwischen zwei jeweils durch Farbvektoren vorgegebenen Farben.

[0004] Die Überprüfung von Objekten, insbesondere Druckwerken, erfordert oft eine Überprüfung der Objektfarbe hinsichtlich ihrer Abweichung von einem vorgegebenen Sollwert. Hierbei ist es insbesondere erforderlich, die für das menschliche Auge wahrnehmbaren Unterschiede zwischen der Objektfarbe und dem vorgegebenen Sollwert möglichst gering zu halten. Zur Bestimmung des für den Menschen wahrnehmbaren Farbunterschieds können mittels eines kalibrierten Bildaufnahmesystems mit Bildsensoren ermittelte Farbwerte, die in der Regel als Helligkeitsmesswerte bei unterschiedlichen Farbbereichen ermittelt wurden, in einen CIELAB-Farbraum übergeführt werden, der von der konkreten Auswahl der Bildsensoren, deren spektralen Empfindlichkeit, sowie der Sensibilität der Bildsensoren unabhängig ist. Insbesondere können die mit dem jeweiligen Mehrfarbenbildsensor aufgezeichneten Messwerte, das sind in der Regel Tripel von Rot-Grün-Blau-Messwerten, in Tripel des bildsensorunabhängigen CIELAB-Farbraums transformiert werden. Im CIELAB-Farbraum können für das menschliche Auge wahrnehmbare Farbunterschiede besonders einfach quantifiziert werden.

[0005] Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von unterschiedlichen Farbsystemen bzw. Referenzfarbsystemen bekannt, die eine Anzahl von Grundfarben zur Verfügung stellen. Beispiele für solche Referenzsysteme sind z.B. das PANTONE-Matching-System (PMS) und das natural colours system (NCS). Diese Farbreferenzsysteme können sowohl ineinander als auch zum international anerkannten colorimetrischen Farbsystem der CIE umgerechnet werden und in dem von der CIE definierten Farbräumen eindeutig dargestellt werden. Zudem weisen die von der CIE definierten Farbräume im wesentlichen den Vorteil auf, dass Abweichungen zwischen einzelnen in den Farbräumen angegebenen Farben den jeweiligen perzeptuellen Abständen zwischen den Farben, das heißt der unterschiedlichen Wahrnehmung durch einen menschlichen Betrachter, entsprechen. Von der CIE wurden die Farbräume CIELAB und CIELUV festgelegt, wobei für colorimetrische Anwendungen typischerweise der CIELAB-Farbraum verwendet wird.

[0006] Eine Möglichkeit, die Farbtreue nach CIE zu prüfen, erfordert eine Transformation der von den Bildvektoren ermittelten und im Bildsensor spezifischen farbraumdefinierten Farbwerten, um den perzeptuellen gleichabständigen CIELAB-Farbraum und anschließend die Berechnung der Farbdifferenz ΔE76, wie in "Connolly, C., Fleiss, T.: A study of efficiency and accuracy in the transformation from RGB to CIELAB color space. IEEE Trans. Image Process. 6(7), 1046-1048 (1997)" beschrieben. Nach dieser Definition kann der Farbabstand ΔE76 als euklidische Distanz zwischen einem Soll-Farbwert und einem Ist-Farbwert ermittelt werden, wobei diese beiden Farbwerte jeweils in den CIELAB-Raum transformiert sind.

[0007] Die ursprüngliche Definition des ΔE76 aus dem Jahr 1976 wurde in den Folgejahren mehrmals überarbeitet, resultierend in den Vorschlägen ΔE94, CIEDE2000 und CIE CMC, was neben besserer Korrespondenz zur perzeptuellen Farbdifferenz auch eine komplexere Berechnung des jeweiligen Farbabstandes ΔE zur Folge hatte. Die in der Erfindung beschriebene Methode ist unabhängig von der jeweiligen Methode zur Berechnungsvorschrift für den Farbabstand anwendbar.
Eine präzise Transformation vom Bildsensor-abhängigen in den Bildsensor-unabhängigen Farbraum erfordert eine Charakterisierung der Farbempfindlichkeit des Bildsensors wie vom International Color Consortium ICC "International Color Consortium (ICC): Spec. ICC.1:2004-10 (profile version 4.2. 0. 0). image tech. col. mgmt. - arch., profile format, and data struc. (2004)" empfohlen und in einem sogenannten ICC-Profil resultierend. Daneben können auch einfachere Methoden, sogenannte matrixing Methoden "Ilie, A., Welch, G.: Ensuring color consistency across multiple cameras. In: Proc. of IEEE Conf. on Comp. Vis. pp. 2:1268-1275. Beijing, China (2005)", zur Anwendung kommen. Die in der Erfindung beschriebene Methode ist unabhängig von der Charakterisierungsmethode anwendbar.

[0008] Um die mit einem Bildsensor aufgenommenen Farben in den CIELAB-Raum zu transformieren, ist nach dem Stand der Technik vorgesehen, eine Anzahl von sogenannten Farbcharts, beispielsweise einer IT8.7/2 Farbtafel, mit dem Sensor aufzunehmen und die jeweiligen Farbwerte zu ermitteln, wobei für jede auf der Farbtafel abgebildete Farbe jeweils Farbwerte durch Messung ermittelt werden und für die einzelnen Farben auf der Farbtafel die zugehörigen Werte im CIELAB-Raum bekannt sind. Alternativ können jedoch auch Werte in einem XYZ-Farbraum vorgegeben werden, die anschließend durch eine vorgegebene feste und nicht nichtlineare Transformationsvorschrift in Farbwerte des CIELAB-Farbraums übergeführt werden. Als Resultat dieser Kalibrierung erhält man eine Farbtransformationsvorschrift, mit der für jeden mit dem Sensor ermittelten Farbwert jeweils ein Farbwert im CIELAB-Raum vorliegt. Ein solcher Farbwert wird im vorliegenden Fall jeweils durch ein Tripel von Werten angegeben. Der Farbwert des Sensors ist im Farbraum des Sensors durch drei Helligkeitswerte bei drei unterschiedlichen Wellenlängenbereichen angegeben. Im CIELAB-Raum wird dieselbe Farbe hingegen durch eine Helligkeitsinformation L, sowie zwei Farbinformationen a, b angegeben.
Bei der automatisierten Prüfung von Objekten ist es nach dem derzeitigen Stand der Technik zwar erforderlich, eine Vielzahl von aufgenommenen Farbwerten zur Überprüfung der Objektfarbe vom RGB-Farbraum in den CIELAB-Raum zu transformieren und anschließend miteinander zu vergleichen. Ein solcher Vergleich muss aber, wenn Kamerabilder bei der Objektprüfung verwendet werden, äußerst häufig durchgeführt werden, das heißt, der Vergleich ist beispielsweise mehrere Millionen Male pro Sekunde durchzuführen, was bei einer relativ komplexen Bestimmungsvorschrift, wie dies bei der Transformation in den CIELAB-Farbraum der Fall ist, zu einer sehr großen Ressourcenbelastung führen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein einfacheres Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit dem oder der die Farbtreue bestimmt werden kann, und/oder mit dem oder der der für den Menschen wahrnehmbare Farbunterschied zwischen zwei durch Farbvektoren vorgegebenen Farben ermittelt werden kann.
Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Kennzeichens des unabhängigen Patentanspruches 1.
Weiters löst die Erfindung die Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 14.

[0009] Erfindungsgemäß ist bei einem Verfahren zur Bestimmung der Farbtreue und/oder zur Ermittlung des für den Menschen wahrnehmbaren Farbunterschieds zwischen zwei jeweils durch Farbvektoren vorgegebenen Farben,

• wobei die beiden Farbvektoren in Bezug auf einen vorgegebenen Farbraum festgelegt werden,
• wobei jede der Komponenten des jeweiligen Farbevektors jeweils dem Helligkeitsmesswert eines Sensors für eine vorgegebene Wellenlänge oder einen vorgegebenen Wellenlängenbereich entspricht, vorgesehen,
• dass der Farbabstand zwischen den beiden Farbvektoren ermittelt wird,
• ein Basisfarbvektor durch einen der beiden Farbvektoren oder durch Verknüpfung der beiden Farbvektoren im Farbraum festgelegt wird,
• dass ein Multiplikator durch Auswahl aus einer Anzahl vorgegebener Multiplikatoren in Abhängigkeit vom Basisfarbvektor ermittelt wird,
• wobei der ausgewählte Multiplikator das Verhältnis des Abstands von in den CIELAB-Farbraum transformierten Farbvektoren zum Abstand dieser Farbvektoren im vorgegebenen Farbraum innerhalb einer vorgegebenen Umgebung um den Basisfarbvektors näherungsweise angibt, und
• dass der wahrnehmbare Farbunterschied oder die Farbtreue als Produkt des Farbabstands und des Multiplikators gemäß ΔE = ΔR · ΔÊ ermittelt wird.

[0010] Wesentlicher Vorteil hierbei ist, dass vor der Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte eine Kalibrierung mit den zeitaufwendigen Berechnungen stattfindet und während des eigentlichen Verfahrens bloß eine geringe Anzahl von arithmetischen Operationen durchgeführt wird.

[0011] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass einer der beiden Farbvektoren als Soll-Farbvektor vorgegeben wird und der jeweils andere der beiden Farbvektoren als Ist-Farbvektor der Farben durch Messung ermittelt wird, - wobei insbesondere der Soll-Farbvektor im CIELAB-Farbraum vorgegeben und in den Farbraum zurücktransformiert wird. Hierdurch können Farbabweichungen von einem Soll-Farbvektor vorteilhaft selektiert werden.

[0012] Alternativ kann vorgesehen sein, dass beide Farbvektoren durch Messung ermittelt werden. Hierdurch können Abweichungen einzelner Farbmesswerte voneinander ermittelt werden.

[0013] Zur Verringerung und Vereinfachung der Kalibrierung sowie zur Verringerung des zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Speichers, kann vorgesehen sein,

• dass der Multiplikator ermittelt wird, indem
• ein Quantisierungsraum umfassend eine Anzahl von Vektoren vorgegeben ist,
• eine Zuordnung für jeden Farbvektor innerhalb des Farbraums zu jeweils einem der Vektoren im Quantisierungsraum vorgegeben ist, wobei alle auf denselben Vektor abgebildeten Farbvektoren des Quantisierungsraums jeweils innerhalb einer vorgegebenen Umgebung liegen, und die Zuordnung benachbart liegende Umgebungen von Farbvektoren auf jeweils benachbart liegende Vektoren im Quantisierungsraum abbildet,
• jedem Vektor innerhalb des Quantisierungsraums jeweils ein Multiplikatorwert zugeordnet ist,
• für den Basisfarbvektor der ihm jeweils durch die Zuordnung zugeordnete Vektor gesucht und ihm als Quantisierungsvektor zugeordnet wird, und
• der dem jeweiligen Quantisierungsvektor zugeordnete Multiplikatorwert ermittelt und als Multiplikator herangezogen wird.

[0014] Zur vereinfachten Durchführung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die einzelnen Multiplikatorwerte in einem Speicher abgespeichert vorliegen, wobei für jeden einzelnen Vektor des Quantisierungsraums jeweils ein Speicherbereich vorgesehen ist und der dem jeweiligen Basisvektor zugeordnete Multiplikator vor seiner Multiplikation mit dem Abstand aus dem Speicher abgerufen wird.

[0015] Eine besonders vorteilhafte und einfache Quantisierung kann erreicht werden, indem der dem Basisfarbvektor jeweils zugeordnete Quantisierungsvektors nach der folgenden Vorschrift ermittelt wird,


wobei B₁, B₂, ..., B_n die einzelnen Komponenten des Basisfarbvektors bezeichnen, und S₁, S₂, ..., S_n die Quantisierungsintervalle für die einzelnen Farbkomponenten bezeichnen, die insbesondere im Bereich zwischen 2 bis 20, insbesondere auf 4, 8 oder 16 festgelegt werden.

[0016] Zur einfachen Kalibrierung und Ermittlung der Messwerte für den Multiplikator kann vorgesehen, dass für jeden Vektor des Quantisierungsraums jeweils ein in der Umgebung der auf den Vektor abgebildeten Farbvektoren als Zentralvektor herangezogen wird, und dass innerhalb der Umgebung oder innerhalb einer weiteren Umgebung um den Zentralvektor eine Anzahl von Nachbarvektoren vorgegeben und dem Zentralvektor oder dem jeweiligen Vektor des Quantisierungsraums zugewiesen wird,

• dass für den Zentralvektor und jedem seiner ihm zugeordneten Nachbarvektoren
  • der Zentralvektor sowie der jeweilige Nachbarvektor nach einer vorgegebenen Vorschrift in den CIELAB-Farbraum transformiert werden,
  • nach vorgegebenen Kriterien, insbesondere durch Bildung des euklidischen Abstands, zwischen den in den CIELAB-Farbraum transformierten Vektoren, jeweils ein Farbunterschied zwischen dem Zentralvektor und jeweils einem der Nachbarvektoren ermittelt wird, und
  • der Farbunterschied gegebenenfalls durch den Abstand der Vektoren im Farbraum dividiert wird,
• sodass für jeden Zentralvektor für jeden seiner Nachbarvektoren jeweils ein Farbunterschied zur Verfügung steht, und
• dass für jeden einem Vektor im Quantisierungsraum zugeordneten Zentralvektor aus den ihm zugeordneten Farbunterschieden zu seinen zugeordneten Nachbarvektoren der, insbesondere arithmetische, Mittelwert oder Median gebildet wird und dieser als Multiplikator ΔÊ herangezogen und dem jeweiligen Vektor zugeordnet wird.

[0017] Bei der Auswahl der bei der Bestimmung der Farbunterschiede herangezogenen Zentralvektoren kann vorgesehen sein, dass innerhalb einer Umgebung derjenige Vektor als Zentralvektor ausgewählt wird, der dem arithmetischen Mittelwert der Summe aller Vektoren aus der jeweiligen Umgebung am nächsten liegt.

[0018] Zur vorteilhaften Auswahl der für die Ermittlung der Farbunterschiede herangezogenen Nachbarvektoren kann vorgesehen sein, dass als Nachbarvektoren eines Zentralvektors jeweils die Zentralvektoren von jeweils benachbarten Umgebungen herangezogen werden.

[0019] Um unterschiedliche Quantisierungen in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen ausreichend berücksichtigen zu können, kann vorgesehen sein, dass der wahrnehmbare Farbunterschied durch den Mittelwert oder den Median der Quantisierungsintervalle dividiert wird.

[0020] Für die einfache und zweckdienliche Auswahl des Basisfarbvektors kann vorgesehen sein,

• dass der Basisfarbvektor aus einer vorgegebenen Umgebung um die beiden Farbvektoren gewählt wird,
• wobei der Basisfarbvektor insbesondere dem arithmetischen Mittelwert zwischen dem ersten Farbvektor und dem zweiten Farbvektor gleichgesetzt wird.

[0021] Um Farbunterschiede in unterschiedlichen Komponenten der Farbvektoren ausreichend berücksichtigen zu können, kann vorgesehen sein,

• dass die Differenz der Farbvektoren durch Subtraktion der einzelnen Komponenten der beiden Farbvektoren ermittelt wird
• dass die betragsmäßig größte Komponente der Differenz der Farbvektoren als dominante Komponente ermittelt wird und
• dass je ein Multiplikator durch Auswahl aus einer Anzahl vorgegebener Multiplikatoren in Abhängigkeit vom Basisfarbvektor sowie von der dominanten Komponente ermittelt wird,
• wobei der ausgewählte Multiplikator das Verhältnis des Abstands von in den CIELAB-Farbraum transformierten Farbvektoren zum Abstand dieser Farbvektoren im vorgegebenen Farbraum innerhalb einer vorgegebenen Umgebung des Basisfarbvektors zwischen zwei Vektoren angibt, die sich in der dominanten Komponente betragsmäßig stärker als in den übrigen Komponenten unterscheiden.

[0022] Hierbei können die Multiplikatorwerte bzw. die zugehörigen Messwerte vorteilhafterweise so berechnet werden,

• dass für jeden Vektor des Quantisierungsraums jeweils ein in der Umgebung der auf den Vektor abgebildeten Farbvektoren als Zentralvektor herangezogen wird, und dass innerhalb der Umgebung oder innerhalb einer weiteren Umgebung um den Zentralvektor eine Anzahl von Nachbarvektoren vorgegeben wird,
• dass dem Zentralvektor und/oder dem jeweiligen Vektor des Quantisierungsraums Nachbarvektoren zugewiesen werden, wobei jeder der Nachbarvektoren jeweils in einer der Komponenten gegenüber dem Zentralvektor betragsmäßig stärker als in den übrigen Komponenten verschoben ist,
• dass zwischen dem Zentralvektor und denjenigen seiner ihm zugeordneten Nachbarvektoren, die sich jeweils in einer der Komponenten vom dem Zentralvektor betragsmäßig stärker als in den übrigen Komponenten unterscheiden jeweils
• der Zentralvektor sowie der jeweilige Nachbarvektor nach einer vorgegebenen Vorschrift in den CIELAB-Farbraum transformiert werden,
• nach vorgegebenen Kriterien, insbesondere durch Bildung des euklidischen Abstands, zwischen den in den CIELAB-Farbraum transformierten Vektoren, ein Farbunterschied ermittelt wird, und
• der Farbunterschied gegebenenfalls durch den Abstand der Vektoren im Farbraum dividiert wird,
• sodass für jeden Zentralvektor für jeden seiner Nachbarvektoren jeweils ein Farbunterschied zur Verfügung steht, und
• dass für jeden einem Vektor im Quantisierungsraum zugeordneten Zentralvektor für jede einzelne Koordinatenrichtung separat aus den dem Vektor zugeordneten Farbunterschieden zu seinen ihm zugeordneten Nachbarvektoren jeweils ein, insbesondere arithmetischer, Mittelwert oder Median gebildet wird dieser als Multiplikatorwert ΔÊ herangezogen und dem jeweiligen Vektor für die jeweilige Komponente zugeordnet wird.

[0023] Eine einfache und zweckdienliche Datenhaltung von Multiplikatoren sieht vor, dass die einzelnen Multiplikatorwerte in einem Speicher abgespeichert vorliegen, wobei für jeden einzelnen Vektor des Quantisierungsraums jeweils separate Speicherbereiche für jede der Komponenten vorgesehen sind und der dem jeweiligen Basisvektor zugeordnete Multiplikator vor seiner Multiplikation mit dem Abstand in Abhängigkeit vom Vektor sowie von der dominanten Komponente aus dem Speicher abgerufen wird.

[0024] Erfindungsgemäß ist ferner eine Vorrichtung zur Bestimmung der Farbtreue und/oder zur Ermittlung des für den Menschen wahrnehmbaren Farbunterschieds zwischen zwei jeweils durch Farbvektoren vorgegebenen Farben, umfassend zumindest einen Farb-Helligkeitssensor, an dessen Ausgang ein Farbvektor in einem Farbraum anliegt,

gekennzeichnet durch

[0025] 

• eine dem Farb-Helligkeitssensor nachgeschaltete Abstandsbildungseinheit, die den Farbabstand, insbesondere in Form des Euklidischen Abstands, zwischen den beiden Farbvektoren ermittelt und an ihrem Ausgang zur Verfügung hält,
• eine dem Farb-Helligkeitssensor nachgeschaltete Quantisierungseinheit, der die beiden Farbvektoren zugeführt sind und die abhängig von einem der Farbvektoren oder beiden Farbvektoren jeweils einen Basisvektor ermittelt und anschließend eine Umgebung im Farbraum ermittelt, innerhalb der sich der Basisvektor befindet und an ihrem Ausgang einen dieser Umgebung zugeordneten Quantisierungsvektor zur Verfügung hält,
• einen Multiplikatorspeicher, in dem für jeden Quantisierungsvektor jeweils ein Multiplikatorwert, der das Verhältnis des Abstands von in den CIELAB-Farbraum transformierten Farbvektoren zum Abstand dieser Farbvektoren im vorgegebenen Farbraum innerhalb einer vorgegebenen Umgebung des Basisfarbvektors als Farbtreue oder Farbunterschieds angibt, wobei dem Multiplikatorspeicher der von der Quantisierungseinheit erstellte Quantisierungsvektor zugeführt ist und am Ausgang des Multiplikatorspeichers jeweils derjenige Multiplikatorwert abgespeichert vorliegt, der dem jeweiligen Quantisierungsvektor zugeordnet ist, sowie
• eine Multiplikatoreinheit, die dem Multiplikationsspeicher sowie der Abstandbildungseinheit nachgeschaltet ist und an deren Ausgang das Produkt aus dem Multiplikatorwert als für den Menschen wahrnehmbarer Farbunterschied und/oder Farbtreue anliegt,

vorgesehen. Mit einer solchen Vorrichtung kann einfach und ressourcensparend die Farbtreue oder der für den Menschen wahrnehmbare Farbunterschied zwischen zwei durch Farbvektoren ermittelt werden.

[0026] Um Abweichungen von einem Sollwert einfach ermitteln zu können, kann ein Sollwertspeicher vorgesehen sein, in dem der zweite Farbvektor als Sollwert abgespeichert ist und der Abstandsbildungseinheit und der Quantisierungseinheit vorgeschaltet ist.

[0027] Um Farbunterschiede in unterschiedlichen Komponenten der Farbvektoren ausreichend berücksichtigen zu können, kann vorgesehen sein, dass

• eine Einheit zur Bildung der dominanten Komponente vorgesehen ist, der die Farbvektoren zugeführt sind, die eine vektorielle Differenz zwischen den beiden Farbvektoren bildet und die Position der betragsmäßig größten Komponente der Differenz der Farbvektoren an ihrem Ausgang zur Verfügung hält,
• der Multiplikatorspeicher für jeden der Quantisierungsvektoren jeweils so viele Multiplikatoren abgespeichert enthält, wie die Farbvektoren Komponenten aufweisen, wobei für jeden Quantisierungsvektor und für jede Koordinatenrichtung im Farbraum jeweils ein Multiplikatorwert abgespeichert ist,
• für jeden einem Vektor im Quantisierungsraum zugeordneten Zentralvektor für jede einzelne Koordinatenrichtung separat aus den dem Vektor zugeordneten Farbunterschieden zu seinen ihm zugeordneten Nachbarvektoren jeweils ein, insbesondere arithmetischer, Mittelwert oder Median abgespeichert vorliegt, und
• der Ausgang der Einheit zur Bildung der dominanten Komponente dem Multiplikatorspeicher zugeführt ist, wobei am Ausgang des Multiplikatorspeichers jeweils derjenige Multiplikator anliegt, der jeweils dem von der Quantisierungseinheit gebildeten Quantisierungsvektor und der von der Einheit abgegebenen dominanten Komponente zugeordnet ist.

[0028] Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden anhand Zeichnungen näher dargestellt. Fig. 1 zeigt eine Farbabweichung im RGB-Farbraum sowie die zugehörige Farbabweichung im CIELAB-Farbraum. Fig. 2 zeigt eine Quantisierung des RGB-Farbraums sowie die jeweilige Transformierte im CIELAB-Farbraum. Fig. 3 zeigt die Bestimmung von Multiplikatoren zur Umrechung von Farbdifferenzen in die Farbtreue bzw. in den für den Menschen wahrnehmbare Farbunterschied. Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 5 zeigt eine weitere Vorrichtung zur Durchführung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

[0029] Bei typischen Helligkeitsmessungen von Objekten mit mehrfarbigen Pixelsensoren erhält man für jedes der Pixel, d. h. von jedem Pixelsensor 10 (Fig. 4, 5), jeweils mehrere Helligkeitswerte, von denen jeder jeweils einem vorgegebenen Wellenlängenbereich zugeordnet ist. Typischerweise werden für jedes Pixel jeweils drei Wellenlängenbereiche herangezogen, nämlich ein roter, ein grüner und ein blauer Wellenlängenbereich. Jedes Pixel liefert somit jeweils einen Farbvektor E mit drei Komponenten, von denen in dieser Ausführungsform die erste Komponente die Helligkeit im roten Wellenlängenbereich, die zweite Komponente die Helligkeit im grünen Wellenlängenbereich in die dritte Komponente die Helligkeit im blauen Wellenlängenbereich angibt. Jede der Komponenten des jeweiligen Farbevektors E₁, E₂ entspricht jeweils dem Helligkeitsmesswert eines Sensors 10, 11 (Fig. 4) für einen vorgegebenen Wellenlängenbereich.

[0030] Jeder Sensor 10 liefert jeweils einen Farbvektor E1, E2. In der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform sind zwei mit jeweils einem Pixel aufgenommene Farbvektoren E₁, E₂ dargestellt, die von Objekten mit annähernd gleicher Farbgebung aufgenommen wurden. Die beiden Farbvektoren E₁, E₂ sind in Bezug auf den dreidimensionalen RGB-Farbraum R festgelegt.

[0031] In Fig. 1 ist links ein dreidimensionaler RGB-Farbraum R dargestellt, wobei zwei Koordinatenrichtungen in der Zeichnungsebene liegen und die dritte Koordinatenrichtung b normal zur Zeichnungsebene liegt und in der Darstellung vernachlässigt wird. Die beiden übrigen Koordinatenrichtungen r,g des Farbraums geben jeweils den Anteil der roten und grünen Komponente des jeweiligen Farbvektors E1 an.

[0032] Aufgrund der Unterschliedlichkeit der Farbgebung der Objekte weisen die beiden dargestellten Farbvektoren E_1, E₂ jeweils unterschiedliche Werte auf, zwischen den beiden Farbvektoren E₁, E₂ besteht ein Farbabstand ΔR, der beispielsweise durch Bestimmung des euklidischen Abstands zwischen den beiden Farbvektoren E₁, E₂ gemäß ΔR = ∥ E₁ - E₂∥₂ ermittelt werden kann.

[0033] Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die beiden Farbvektoren E₁, E₂ in einen CIELAB-Farbraum C zu transformieren. Hierfür werden die Farbvektoren E₁, E₂ einer Transformationsvorschrift Y unterzogen.

[0034] Anhand eines Farbcharts, auf dem Farben aufgedruckt sind, deren Entsprechungen im CIELAB-Farbraum C bekannt sind, sowie der bei der Aufnahme dieses Farbcharts ermittelten Farbwerte, wird eine Transformationsvorschrift Y zur Transformation der Farbvektoren E_s, E₂ in den CIELAB-Farbraum C ermittelt, mit der für jeden Farbvektor E₁, E₂ dessen jeweilige Entsprechung als CIELAB-Farbvektoren E₁', E₂' gemäß E1'=Y(E₁), E2'=Y(E₂) im CIELAB-Farbraum C ermittelt wird. Eine solche Transformationsvorschrift Y ist typischerweise äußerst komplex, die Bestimmung der CIELAB-Farbvektoren E₁', E₂' durch Anwendung der Transformationsvorschrift Y auf die beiden Farbvektoren E₁, E₂ ist rechenintensiv.

[0035] Zur Bestimmung der Farbtreue ΔE oder des für den Menschen wahrnehmbaren Farbunterschieds ΔE kann der euklidische Abstand zwischen den beiden CIELAB-Farbvektoren E₁', E₂' ermittelt werden. Eine verbesserte Berechnungsvorschrift zur Bestimmung der Farbtreue ΔE oder des Farbunterschieds ΔE, die physiologische Eigenschaften des menschlichen Auges besser berücksichtigt, weist zudem noch weitere komplexe Berechnungsschritte auf. Soll die Bestimmung der Farbtreue ΔE oder des Farbunterschieds ΔE für ganze Bildbereiche mit Seitenlängen von mehreren tausend Pixeln mehrmals pro Sekunde vorgenommen werden, wäre die Bestimmung der Farbtreue ΔE oder des Farbunterschieds ΔE äußerst ressourcenintensiv und könnte nur mit außerordentlicher Rechenleistung durchgeführt werden.

[0036] Aus diesem Grund werden sämtliche Berechnungsschritte, die mit der Transformation der Farbvektoren E₁, E₂ in den CIELAB-Farbraum C oder der Bestimmung der Farbtreue ΔE oder des Farbunterschieds ΔE in Zusammenhang stehen, im Zuge eines Kalibrierverfahrens durchgeführt.

[0037] Ziel des Kalibrierungsverfahrens ist es, vorab eine Beziehung zwischen dem Farbabstand ΔR und dem jeweils korrespondierenden Farbunterschied ΔE im CIELAB-Farbraum C zu ermitteln, um die aufwendige Ermittlung des eigentlichen Farbunterschieds ΔE auf Grundlage des leichter zu ermittelnden Farbabstands ΔR im Farbraum R vornehmen zu können. Da sich diese Beziehung je nach Lage der beiden Farbvektoren E₁, E₂ im Farbraum R ändert, wird durch Kalibrierung ein lokaler linearer Zusammenhang zwischen dem Farbanstand ΔR und dem jeweils korrespondierenden Farbunterschied ΔE für eine vorgegebene Umgebung u rund um einen Zentralvektor e_z innerhalb des Farbraums R ermittelt. Es wird dabei zur Approximation und Vereinfachung davon ausgegangen, dass die beiden Farbvektoren E₁, E₂ nahe beieinander und näherungsweise innerhalb derselben Umgebung oder zumindest im Nahebereich dieser Umgebung liegen.

[0038] Um vorab für jeden Teilbereich des Farbraums R jeweils eine einfach durchzuführende Umrechnung des Farbanstands ΔR in den jeweils korrespondierenden Farbunterschied ΔE im CIELAB-Farbraum C zur Verfügung zu haben, wird der Farbraums R in eine Anzahl von Umgebungen u unterteilt, indem eine Anzahl von Zentralvektoren e_z innerhalb des Farbraums R vorgegeben wird und für jeden dieser Zentralvektoren e_z im Farbraum R jeweils eine Umgebung u um den jeweiligen Zentralvektor e_z vorgegeben wird. In der vorliegenden Ausführungsform liegen die einzelnen Zentralvektoren e_z jeweils rasterförmig angeordnet im Farbraum R verteilt. Mit Ausnahme der Zentralvektoren e_z, deren Umgebung u den Farbraums R berandet, sind jedem Zentralvektor e_z jeweils eine Anzahl von sechs Nachbarvektoren N₁(e_z), ..., N_n(e_z) zugeordnet, wobei in dieser Ausführungsform als Nachbarvektoren N₁(e_z), ..., N_n(e_z) diejenigen Zentralvektoren e_z herangezogen werden, deren Umgebung u an die Umgebung des zuvor genannten Zentralvektors angrenzt. Selbstverständlich können als Nachbarvektoren auch beliegbige andere Farbvektoren festgelegt werden, auch kann die Anzahl der Nachbarvektoren variiert werden. Jeder der sechs Nachbarvektoren N₁(e_z), ..., N_n(e_z) unterscheidet sich vom Zentralvektor e_z jeweils in nur einer seiner Komponenten um ein vorab vorgegebenes Quantisierungsintervall S₁, S₂, ..., S_n. Der Abstand zwischen einem Zentralvektor und seinem jeweiligen Nachbarvektor N₁(e_z), ..., N_n(e_z) entspricht abhängig von der jeweils unterscheidenden Komponente dem Quantisierungsintervall S₁, S₂, ..., S_n. Zentralvektoren e_z und ihnen zugeordnete Nachbarvektoren N₁(e_z), ..., N_n(e_z), die sich in der ersten Komponente unterscheiden, weisen jeweils als Abstand den Wert des ersten Quantisierungsintervalls S₁ in der ersten Koordinatenrichtung auf, Zentralvektoren e_z und ihnen zugeordnete Nachbarvektoren N₁(e_z), ..., N_n(e_z), die sich in der zweiten Komponente unterscheiden, weisen jeweils als Abstand den Wert des zweiten Quantisierungsintervalls S₂ auf usw. Die Position der Zentralvektoren e_z kann durch die folgenden Formel angegeben werden,


wobei jeweils für den Parameter i ganzzahlige Werte zwischen 0 und R₁/S₁, für den Parameter j ganzzahlige Werte zwischen 0 und R₂/S₂ und für den Parameter k ganzzahlige Werte zwischen 0 und R₃/S₃ einsetzbar sind und R₁, R₂, und R₃ die jeweiligen Maximalwerte für die jeweilige Komponente des Farbraums R bezeichnen. Die Funktion floor bezeichnet jeweils den nächstkleineren ganzzahligen Wert für eine reelle oder rationale Zahl.

[0039] Der gesamte Farbraum R wird lückenlos von Umgebungen u ausgefüllt, die jeweils einen der Zentralvektoren e_z umgeben. Die Zentralvektoren e_z werden in dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung rasterförmig in einem äquidistanten Gitter festgelegt, wobei sämtliche Farbvektoren im Farbraum R, die dem jeweiligen Zentralvektor e_z näher liegen als einem anderen Zentralvektor e_z der Umgebung u dieses Zentralvektors e_z zugewiesen werden.

[0040] Im folgenden wird eine Zuordnung Z (Fig. 3) hergestellt, die für jede Umgebung u sowie für den jeweils zugehörigen Zentralvektor e_z der Umgebung u jeweils einen Quantisierungsvektor q in einem Quantisierungsraum Q angibt. Die Zuordnung Z zwischen der Umgebung u bzw. dem jeweiligen zugehörigen Zentralvektor e_z und dem Quantisierungsvektor q ist bijektiv. Zudem werden einander benachbarte Umgebungen u jeweils auf benachbart liegende Quantisierungsvektoren q abgebildet.

[0041] Für jeden Farbvektor E mit den einzelnen Komponenten e₁, e₂, ..., e_n besteht ferner eine eindeutige Zuordnung X zu einem Zentralvektor e_z, die bei der vorstehend beschriebenen Zuordnung von Umgebungen u zu Zentralvektoren e_z auf die folgende Art hergestellt werden kann:

[0042] Im Quantisierungsraum Q steht für jeden Zentralvektor e_z jeweils ein Quantisierungsvektor q zur Verfügung. Jedem Zentralvektor e_z(i, j, k) = [floor(S₁/2 + S₁·i), floor(S₂/2 + S₂·j), floor(S₃/2 + S₃·k)] wird durch die Zuordnung Z jeweils ein Quantisierungsvektor q(e_z) = [i, j, k] zugewiesen, wobei die Parameter i, j und k wie voranstehend angegeben beschränkt sind. Durch die Zuordnung Z wird somit jeder Zentralvektor e_z bijektiv auf einen Quantisierungsvektor q abgebildet.

[0043] Durch Zusammensetzung der Zuordnungen X und Z kann für jeden Farbvektor E jeweils ein Quantisierungsvektor q gefunden werden, der einem Zentralvektor e_z zugeordnet ist, innerhalb dessen Umgebung u sich der Farbvektor E befindet.

[0044] Im folgenden wird für jede Umgebung u jeweils eine lokale Annäherung für den Zusammenhang zwischen dem Farbabstand ΔR im Farbraum R und der jeweiligen Farbtreue ΔE im CIELAB-Farbraum gesucht, wobei angenommen wird, dass der Farbabstand ΔR im Farbraum und die Farbtreue ΔE im CIELAB-Raum näherungsweise linear voneinander abhängig sind. Für jede Umgebung u wird ein Speicher zum Abspeichern des Verhältnisses zwischen dem Farbabstand ΔR und der Farbtreue ΔE zur Verfügung gestellt.

[0045] Um das Verhältnis zwischen dem Farbabstand ΔR und der Farbtreue ΔE im Bereich der jeweiligen Umgebung u zu ermitteln, werden in einem Kalibrierschritt der jeweilige Zentralvektor e_z und seine ihm zugeordneten Nachbarvektoren N₁(e_z), ..., N_n(e_z) der Farbabstand De₁, De₂, ... De_n ermittelt. Dies kann im vorliegenden Fall durch die Bildung des Euklidischen Abstands erfolgen, der aufgrund der konkreten Anordnung der Zentralvektoren e_z dem Betrag der Differenz der einzig unterschiedlichen Komponente der jeweiligen Vektoren gleich ist. Für jeden Nachbarvektor N₁(e_z), ..., N_n(e_z) wird separat jeweils eine Koordinatendifferenz ermittelt, sodass in der vorliegenden Ausführungsform für einen Zentralvektor e_z mit sechs Nachbarvektoren N₁(e_z), ..., N_n(e_z) sechs Farbabstände De₁, ..., De₆ vorliegen:

[0046] In einem weiteren Schritt werden der Zentralvektor e_z sowie seine Nachbarvektoren N₁(e_z), ..., N₆(e_z) in den CIELAB-Farbraum C transformiert, wobei man durch Anwendung der Transformationsvorschrift Y die jeweiligen Entsprechungen Y(e_z) des Zentralvektors ez sowie die Entsprechungen Y(N₁(e_z)), ..., Y(N₆(e_z)) seiner Nachbarvektoren im CIELAB-Farbraum C transformiert. Es wird zwischen jeder Entsprechung Y(N₁(e_z)), ..., Y(N₆(e_z)) der Nachbarvektoren und der Entsprechung Y(e_z) des Zentralvektors e_z der Abstand ΔÊ_lokal im CIELAB-Farbraum C ermittelt. Dies kann beispielsweise durch Bildung des euklidischen Abstands oder aber auch durch andere bekannte Abstandbildungsvorschriften vorgenommen werden, die beispielsweise in "Klaus Witt, CIE Color Differnce Metrics, pp. 79-100. In: Schanda, J.: Colorimetry: Understanding the CIE System. Wiley-Interscience (2007)" ausgeführt sind.

[0047] Jeder der einzelnen ermittelten Abstände ΔÊ_lokal,i wird durch den Abstand De_i der jeweiligen Vektoren im Farbraum R dividiert; unter den so erhaltenen sechs Quotienten wird der Median oder der Mittelwert ermittelt und der jeweiligen Umgebung u und dem dieser Umgebung u zugewiesenen Quantisierungsvektor q als Multiplikatorwert ΔÊ(q) zugeordnet. Nach der vorstehend genannten Vorschrift wird für jeden Zentralvektor e_z sowie die ihm zugewiesene Umgebung u jeweils ein Multiplikatorwert ΔÊ(q) ermittelt und dieser wird dem jeweiligen Quantisierungsvektor q zugewiesen:

[0048] Die einzelnen Multiplikatorwert ΔÊ(q) werden in dieser konkreten Ausführungsform der Erfindung jeweils in einem Speicher 3 abgelegt und für die weitere Abfrage zur Verfügung gehalten.

[0049] In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung, die im übrigen der ersten Ausführungsform der Erfindung entspricht, wird unter den ermittelten Abständen ΔE_lokal sowie unter den Abständen De_i jeweils separat der Median oder Mittelwert gebildet und der Multiplikatorwert ΔÊ(q) wird als Quotient der Mediane (med) oder Mittelwerte (MW) gemäß


gebildet.

[0050] Im Folgenden werden die einzelnen Schritte zur raschen Bestimmung der Farbtreue ΔE und/oder zur Ermittlung des für den Menschen wahrnehmbaren Farbunterschieds ΔE näher dargestellt, wobei vorausgesetzt wird, dass die einzelnen Multiplikatorwerte ΔÊ(q) für die Quantisierungsvektoren q bzw. für die Umgebungen u jeweils zur Verfügung stehen und im Speicher 3 abgespeichert vorliegen.

[0051] In dieser Ausführungsform eine Messung mit einem Sensor 10 durchgeführt, in dessen Aufnahmebereich zu unterschiedlichen Zeitpunkten zwei Objekte mit annähernd derselben Oberflächenfarbe gelangen. Ziel der Messung ist es, Unterschiede der Farbe zwischen den Objekten zu detektieren, wobei jeweils zu überprüfen ist, dass für den Menschen sichtbare Farbunterschiede ΔE auch detektiert werden.

[0052] Alternativ besteht auch die Möglichkeit, dass zwei Sensoren 10 herangezogen werden, von denen einer den ersten Farbwert E₁und der andere den zweiten Farbwert E₂ ermittelt. Die Bestimmung der Farbwerte E₁, E₂ mit den Sensoren 10 kann entweder gleichzeitig vorgenommen werden oder aber es kann der von einem der Sensoren 10 ermittelte Farbwerte E₁, E₂ abgespeichert und mit einem später aufgenommenen Farbwert verglichen werden.

[0053] Im Zuge der beiden Messungen der beiden Objekte mit dem Sensor 10 werden zwei voneinander abweichende Farbwerte E₁, E₂ ermittelt. Es wird der Farbabstand ΔR zwischen den beiden Farbvektoren E₁, E₂ ermittelt, wobei im vorliegenden Fall der euklidische Abstand als Farbabstand ΔR gewählt wird. Alternativ könnten auch andere Abstandsbestimmungsverfahren verwendet werden, die insbesondere die Differenz einer der Komponenten der beiden Farbvektoren E₁, E₂ stärker gewichten.

[0054] Weiters wird basierend auf den beiden Farbvektoren E₁, E₂ ein Basisvektor B ermittelt, der innerhalb einer vorgegebenen Umgebung um die beiden Farbvektoren E₁, E₂ liegt. Im vorliegenden Fall wird der Basisvektor B dem ersten Farbvektor E₁ gleichgesetzt. Alternativ könnte auch der zweite Farbvektor E₂ oder der arithmetische Mittelwert der Farbvektoren E₁, E₂ als Basisvektor B herangezogen werden. Anschließend wird für den Basisvektor B der jeweilige Zentralvektor e_z sowie dessen zugeordneter Quantisierungsvektor q gesucht, innerhalb dessen Umgebung u sich der Basisvektor B befindet. Der dem jeweiligen Quantisierungsvektor q zugeordnete Multiplikatorwert ΔÊ(q) wird aus dem Speicher 3 abgefragt und mit dem jeweiligen Farbabstand ΔR mulitpliziert, wobei das Ergebnis dem für den Menschen wahrnehmbaren Farbunterschied ΔE = ΔR · ΔÊ(q) zwischen den beiden vom Sensor aufgenommenen Objekten gleichgehalten wird.

[0055] In Fig. 4 ist eine Vorrichtung zur Detektion des für den Menschen wahrnehmbaren Farbunterschieds ΔE dargestellt. Es ist ein Sensor 10 vorgesehen, der zu unterschiedlichen Zeitpunkten von unterschiedlichen Objekten Farbvektoren E₁, E₂ermittelt, die miteinander verglichen werden sollen. Es werden zwei Farbvektoren E₁, E₂, zu unterschiedlichen Zeitpunkten von unterschiedlichen Objekten ermittelt und miteinander verglichen. Zu diesem Zweck werden die vom Sensor 10 ermittelten Farbvektoren E₁, E₂, gegebenenfalls nach erfolgter Zwischenspeicherung der Abstandsbildungseinheit 1 und einer Quantisierungseinheit 2 zugeführt.

[0056] Alternativ besteht auch die Möglichkeit, dass zwei Sensoren 10 herangezogen werden, von denen einer den ersten Farbwert E₁und der andere den zweiten Farbwert E₂ ermittelt. Die Bestimmung der Farbwerte E₁, E₂ mit den Sensoren 10 kann entweder gleichzeitig vorgenommen werden oder aber es kann der von einem der Sensoren 10 ermittelte Farbwerte E₁, E₂ abgespeichert und mit einem später aufgenommenen Farbwert verglichen werden.

[0057] Zudem wird der zweite Farbvektor E₂ und gegebenenfalls auch der erste Farbvektor E₁ an eine Quantisierungseinheit 2 übermittelt. Diese Quantisierungseinheit 2 setzt den Basisvektor B dem zweiten Farbvektor E₁ gleich und ermittelt den dem Basisvektor B=E₂ zugeordneten Quantisierungsvektor q. Alternativ können auch, wie vorstehend dargestellt, andere Methoden zur Bildung des Basisvektors B herangezogen werden, die entweder nur den ersten Farbvektor E₁ oder aber beiden Farbvektoren E₁, E₂ benötigen. Dementsprechend sind die benötigten Farbvektoren der Quantisierungseinheit 2 zuzuführen.

[0058] Der Quantisierungsvektor q ist dem Multiplikatorspeicher 3 zugeführt, in dem für jeden Quantisierungsvektor q jeweils ein Messwert ΔÊ(q) abgespeichert ist. Am Ausgang des Multiplikatorspeichers 3 liegt derjenige Messwert ΔÊ(B) an, der jeweils demjenigen Quantisierungsvektor q(B) zugeordnet ist, der mit dem Basisvektor B korrespondiert.

[0059] Der Ausgang des Multiplikatorspeichers 3 und der Ausgang der Abstandsbildungseinheit 1 sind mit dem Eingang einer Multiplikationseinheit 4 verbunden. Am Ausgang der Multiplikationseinheit 4 liegt ein Signal an, das den für den Menschen sichtbaren Unterschied ΔE zwischen den beiden zu vergleichenden Farbvektoren E₁, E₂ angibt.

[0060] In einer alternativen Ausführungsform, die bis auf die im folgenden genannten Unterschiede der ersten Ausführungsform der Erfindung entspricht, wird einer der Farbvektoren E₁ durch Messung mit einem Sensor 10 als Istwert ermittelt, während der zweite Farbvektor E₂ als Sollwert in einem Sollwertspeicher 11 vorliegt. In diesem Zusammenhang wird der Begriff der Farbtreue ΔE als für den Menschen sichtbare Abweichung zwischen dem vom Sensor 10 ermittelten Istwert und dem vorgegebenen Sollwert festgelegt. Im vorliegenden Fall wird der Sollwert-Farbvektor E₂ in Form seiner Entsprechung E₂'=Y(E₂) im CIELAB-Farbraum C angegeben. Dieser Farbvektor E₂ wird anschließend in den Farbraum R zurücktransformiert und liegt nunmehr im Sollwertspeicher 11 vor. Im vorliegenden Fall wird der Sollwert-Farbvektor als Basisvektor B für die Bestimmung des Multiplikatorwerts ΔÊ herangezogen.

[0061] Eine zweite Ausführungsform der Erfindung berücksichtigt, in welcher Farbkomponente sich die miteinander zu vergleichenden Farbvektoren E₁, E₂ am stärksten unterscheiden. Diese Ausführungsform entspricht im wesentlichen der ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei im folgenden ausschließlich auf die Abweichungen zu dieser eingegangen wird:

Nach der Bestimmung oder Ermittlung der beiden Farbvektoren E₁, E₂ wird die vektorielle Differenz dR= E₁ - E₂ der Farbvektoren E₁, E₂ durch Subtraktion der einzelnen Komponenten der beiden Farbvektoren E₁, E₂ ermittelt. Anschließend wird die betragsmäßig größte Komponente der Differenz dR der Farbvektoren E₁, E₂ als dominante Komponente E_d ermittelt. Haben die beiden Farbvektoren E₁, E₂ beispielsweise die Werte E1=[10, 50, 90] und E2 = [30, 20, 40], so ergibt sich als Differenz dR=[-20, 30, 50]. Die dominante Komponente E_d ist als betragsmäßig größte Komponente die dritte Komponente, d.h. im vorliegenden Fall ist die blaue Komponente die dominante Komponente E_d=3.

[0062] Als Basisvektor B wird, wie in der ersten Ausführungsform der erste Farbvektor E₁ herangezogen, wobei die in Bezug auf die erste Ausführungsform gezeigten Alternativen auch anwendbar sind.

[0063] Für jeden Quantisierungsvektor q des Quantisierungsraums Q werden im Zuge des Kalibrierverfahrens so viele Multiplikatorwerte ΔÊ ermittelt, wie die Farbvektoren E₁, E₂ Komponenten aufweisen. Im vorliegenden Fall werden Farbvektoren E₁, E₂ mit drei Komponenten verwendet, es werden somit drei separate Multiplikatorwerte ΔÊ für jeden Quantisierungsvektor q bestimmt, von denen jeder jeweils einer der Farben oder Komponenten des Farbvektors E₁, E₂ zugeordnet ist.
Jeder der einem Quantisierungsvektor q zugeordneten Multiplikatoren ΔÊ gibt das Verhältnis des Abstands AE_lokal,1 , ..., ΔE_lokal,n von in den CIELAB-Farbraum C transformierten Farbvektoren zum Abstand De_i, ..., Den dieser Farbvektoren E₁, E₂ im vorgegebenen Farbraum R innerhalb einer vorgegebenen Umgebung u des Basisfarbvektors B zwischen zwei Vektoren näherungsweise an, die sich ausschließlich oder hauptsächlich in der dominanten Komponente E_d unterscheiden.

[0064] Im vorliegenden Fall verfügt der in Fig. 3 dargestellte Zentralvektor e_z in einem dreidimensionalen Raum über sechs Nachbarvektoren N₁(e_z), ..., N₆(e_z), von denen aufgrund der Projektion der Darstellung lediglich vier Nachbarvektoren N₁(e_z), ..., N₄(e_z) dargestellt sind. Die beiden übrigen nicht dargestellten Nachbarvektoren N₅(e_z), ..., N₆(e_z) sind jeweils in oder entgegen der blauen Koordinatenrichtung b gegenüber dem Zentralvektor e_z jeweils um die Länge des jeweiligen Quantisierungsintervalls S₃ verschoben.

[0065] Es werden nunmehr für die beiden Nachbarvektoren N₁(e_z), ..., N₃(e_z), die gegenüber dem Zentralvektor e_z entlang der oder entgegen die Richtung der ersten, roten Komponente verschoben sind oder die sich lediglich in ihrer ersten, roten Komponente vom Zentralvektor e_z unterscheiden, separat der Abstand ΔE_lokal,1 ΔE_lokal,3 im CIELAB-Farbraum C sowie der Abstand De₁, De₃ im Farbraum R gebildet. Es wird nur zwischen der Abständen ΔE_lokal,1 ΔE_lokal,3 der erste Mittelwert und nur zwischen den beiden Abständen De₁, De₃ im Farbraum R der zweite Mittelwert gebildet. Anschließend wird der erste, der ersten Farbe zugeordnete Multiplikator ΔÊ₁(q) als Quotient der beiden Mittelwerte festgesetzt und dem jeweiligen Quantisierungsvektor q zugeordnet.

[0066] Dieser Vorgang wird nunmehr mit den beiden Nachbarvektoren N₂(e_z), ..., N₄(ez), wiederholt, die gegenüber dem Zentralvektor ez entlang der oder entgegen die Richtung der zweiten, grünen Komponente verschoben sind oder die sich lediglich in ihrer zweiten, grünen Komponente vom Zentralvektor e_z unterscheiden, und separat der Abstand ΔE_lokal,2 ΔE_lokal,4 im CIELAB-Farbraum C sowie der Abstand De₂, De₄ im Farbraum R gebildet. Es wird nur zwischen der Abständen ΔE_lokal,2 ΔE_lokal,4 der erste Mittelwert und nur zwischen den beiden Abständen De₂, De₄ im Farbraum R der zweite Mittelwert gebildet. Anschließend wird der zweite, der zweiten Farbe zugeordnete Multiplikator ΔÊ₂(q) als Quotient der beiden Mittelwerte festgesetzt und dem jeweiligen Quantisierungsvektor q zugeordnet.

[0067] Dieser Vorgang wird schließlich mit den beiden Nachbarvektoren N₅(e_z), ..., N₆(e_z), wiederholt, die gegenüber dem Zentralvektor ez entlang der oder entgegen die Richtung der dritten, blauen Komponente verschoben sind oder die sich lediglich in ihrer dritten, blauen Komponente vom Zentralvektor e_z unterscheiden, und separat der Abstand ΔE_lokal,5 ΔE_lokal,6 im CIELAB-Farbraum C sowie der Abstand De₅, De₆ im Farbraum R gebildet. Es wird nur zwischen der Abständen ΔE_lokal,5 ΔE_lokal,6 der erste Mittelwert und nur zwischen den beiden Abständen De₅, De₆ im Farbraum R der zweite Mittelwert gebildet. Anschließend wird der dritte, der dritten Farbe zugeordnete Multiplikator ΔÊ₃(q) als Quotient der beiden Mittelwerte festgesetzt und dem jeweiligen Quantisierungsvektor q zugeordnet.

[0068] Abhängig von der dominanten Komponente E_d wird nunmehr derjenige im Kalibrierverfahren erhaltene Multiplikator ΔÊ₃(B) ausgewählt, der dieser dominanten Komponente E_d zugeordnet ist, im vorliegenden Fall ist die dominante Komponente E_d mit E_d=3 festgelegt, sodass der der dritten Farbe zugeordnete Multiplikator ΔÊ₃(B) ausgewählt wird. Der für den Menschen wahrnehmbare Farbunterschied wird somit gemäß ΔE = ΔR · ΔÊ₃(B) ermittelt.

[0069] Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des im zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellten Verfahrens. Es ist ein Speicher 11 vorgesehen, in dem der zweite Farbwert E₂ als Sollwert abgespeichert ist. Ferner ist ein Sensor 10 vorgesehen, der die vom zu inspizierenden Objekt abgegebenen Helligkeitswerte für die vorgegebenen Wellenlängen oder Wellenlängenbereiche ermittelt und an seinem Ausgang einen Farbvektor E₁ abgibt.

[0070] Die beiden Farbvektoren E₁, E₂ werden einer Abstandsbildungseinheit 1 zugeführt, die den Euklidischen Abstand ΔR zwischen den Farbvektoren E₁, E₂ bildet und an ihrem Ausgang zur Verfügung stellt.

[0071] Weiters ist eine Einheit 5 zur Bildung der dominanten Komponente Ed vorgesehen, der die beiden Farbvektoren E₁, E₂ zugeführt sind. Die Einheit 5 zur Bildung der dominanten Komponente E_d subtrahiert jeweils die einander entsprechenden Komponenten der beiden Farbvektoren E₁, E₂ voneinander und ermittelt unter den jeweiligen Differenzen die betragsgrößte Differenz. Am Ausgang der Einheit 5 zur Bildung der dominanten Komponente E_d liegt ein Signal an, das jeweils die betragsgrößte Komponente bezeichnet, ist die betragsgrößte Komponente beispielsweise die erste Komponente, so hat E_d den Wert 1 usw.

[0072] Zudem wird der zweite Farbvektor E₂ und gegebenenfalls auch der erste Farbvektor E₁ an eine Quantisierungseinheit 2 übermittelt. Diese Quantisierungseinheit 2 bestimmt den Basisvektor B als den zweiten Farbvektor E₁ und ermittelt den dem Basisvektor B=E₂ zugeordneten Quantisierungsvektor q. Alternativ können auch, wie vorstehend dargestellt, andere Methoden zur Bildung des Basisvektors B herangezogen werden, die entweder nur den ersten Farbvektor E₁ oder aber beiden Farbvektoren E₁, E₂ benötigen. Dementsprechend sind die benötigten Farbvektoren der Quantisierungseinheit 2 zuzuführen.

[0073] Der Quantisierungsvektor q und der Ausgang der Einheit 5 zur Bildung der dominanten Komponente E_d sind dem Multiplikatorspeicher 3 zugeführt, in dem für jeden Quantisierungsvektor q und für jede Komponente jeweils ein Messwert ΔÊ₁(B), ΔÊ₂(B), ΔÊ₃(B) abgespeichert ist. Am Ausgang des Multiplikatorspeichers 3 liegt derjenige Messwert ΔÊ₁(B), ΔÊ₂(B), ΔÊ₃(B) an, der jeweils dem dem Basisvektor B zugeordneten Quantisierungsvektor und der dominanten Komponente E_d zugeordnet ist.

[0074] Der Ausgang des Multiplikatorspeichers 3 und der Ausgang Abstandsbildungseinheit 1 sind mit dem Eingang einer Multiplikationseinheit 4 verbunden. Am Ausgang der Multiplikationseinheit 4 liegt ein Signal an, das die Farbtreue ΔE in codierter Form enthält.

[0075] Alternativ können, wie auch in Fig. 4 dargestellt, zwei Farbvektoren, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten von unterschiedlichen Objekten ermittelt worden sind miteinander verglichen werden. Zu diesem Zweck werden die vom Sensor 10 ermittelten Farbvektoren E1, E2, gegebenenfalls nach erfolgter Zwischenspeicherung der Abstandsbildungseinheit 1, der Einheit 5 zur Bildung der dominanten Komponente E_d sowie der Quantisierungseinheit 2 zugeführt.

Ansprüche

1. Verfahren zur Bestimmung der Farbtreue (ΔE) und/oder zur Ermittlung des für den Menschen wahrnehmbaren Farbunterschieds (ΔE) zwischen zwei jeweils durch Farbvektoren (E₁, E₂) vorgegebenen Farben,

- wobei die beiden Farbvektoren (E₁, E₂) in Bezug auf einen vorgegebenen Farbraum (R) festgelegt werden,

- wobei jede der Komponenten des jeweiligen Farbevektors (E₁, E₂) jeweils dem Helligkeitsmesswert eines Sensors (10, 11) für eine vorgegebene Wellenlänge oder einen vorgegebenen Wellenlängenbereich entspricht, dadurch gekennzeichnet,

- dass der Farbabstand (ΔR) zwischen den beiden Farbvektoren (E₁, E₂) ermittelt wird,

- ein Basisfarbvektor (B) durch einen der beiden Farbvektoren (E₁, E₂) oder durch Verknüpfung der beiden Farbvektoren (E₁, E₂) im Farbraum (R) festgelegt wird,

- dass ein Multiplikator (ΔÊ) durch Auswahl aus einer Anzahl vorgegebener Multiplikatoren (ΔÊ₁, ..., ΔÊ_n) in Abhängigkeit vom Basisfarbvektor (B) ermittelt wird,

- wobei der ausgewählte Multiplikator (ΔÊ) das Verhältnis des Abstands (ΔÊ_lokal) von in den CIELAB-Farbraum (C) transformierten Farbvektoren zum Abstand (D_e) dieser Farbvektoren im vorgegebenen Farbraum (R) innerhalb einer vorgegebenen Umgebung um den Basisfarbvektors (B) näherungsweise angibt, und

- dass der wahrnehmbare Farbunterschied (ΔE) oder die Farbtreue (ΔE) als Produkt des Farbabstands (ΔR) und des Multiplikators (ΔÊ) gemäß ΔE = ΔR · ΔÊ ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

a) einer der beiden Farbvektoren (E₁, E₂) als Soll-Farbvektor (E₁) vorgegeben wird und der jeweils andere der beiden Farbvektoren (E₁, E₂) als Ist-Farbvektor (E₂) der Farben durch Messung ermittelt wird,

- wobei insbesondere der Soll-Farbvektor (E₁) im CIELAB-Farbraum (C) vorgegeben und in den Farbraum (R) zurücktransformiert wird, oder

b) dass beide Farbvektoren (E₁, E₂) durch Messung ermittelt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

- dass der Multiplikator (ΔÊ) ermittelt wird, indem

- ein Quantisierungsraum (Q) umfassend eine Anzahl von Vektoren (q) vorgegeben ist,

- eine Zuordnung (Z) für jeden Farbvektor (e) innerhalb des Farbraums (R) zu jeweils einem der Vektoren (q) im Quantisierungsraum (Q) vorgegeben ist, wobei alle auf denselben Vektor (q) abgebildeten Farbvektoren (e) des Quantisierungsraums (Q) jeweils innerhalb einer vorgegebenen Umgebung (u) liegen, und die Zuordnung (Z) benachbart liegende Umgebungen (u) von Farbvektoren (e) auf jeweils benachbart liegende Vektoren (q) im Quantisierungsraum (Q) abbildet,

- jedem Vektor (q) innerhalb des Quantisierungsraums (Q) jeweils ein Multiplikatorwert (ΔÊ(q)) zugeordnet ist,

- für den Basisfarbvektor (B) der ihm jeweils durch die Zuordnung (Z) zugeordnete Vektor (q) gesucht und ihm als Quantisierungsvektor (Q) zugeordnet wird, und

- der dem jeweiligen Quantisierungsvektor (Q) zugeordnete Multiplikatorwert (ΔÊ(Q)) ermittelt und als Multiplikator (ΔÊ) herangezogen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Multiplikatorwerte (ΔÊ(q)) in einem Speicher (3) abgespeichert vorliegen, wobei für jeden einzelnen Vektor (q) des Quantisierungsraums (Q) jeweils ein Speicherbereich vorgesehen ist und der dem jeweiligen Basisvektor (B) zugeordnete Multiplikator (ΔÊ) vor seiner Multiplikation mit dem Abstand (ΔR) aus dem Speicher (3) abgerufen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Basisfarbvektor (B) jeweils zugeordnete Quantisierungsvektors (Q) nach der folgenden Vorschrift ermittelt wird,


wobei B₁, B₂, ..., B_n die einzelnen Komponenten des Basisfarbvektors (B) bezeichnen, und S₁, S₂, ..., S_n die Quantisierungsintervalle für die einzelnen Farbkomponenten bezeichnen, die insbesondere im Bereich zwischen 2 bis 20, insbesondere auf 4, 8 oder 16 festgelegt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Vektor (q) des Quantisierungsraums (Q) jeweils ein in der Umgebung (u) der auf den Vektor (q) abgebildeten Farbvektoren (e) als Zentralvektor (e_z) herangezogen wird, und dass innerhalb der Umgebung (u) oder innerhalb einer weiteren Umgebung (u) um den Zentralvektor (e_Z) eine Anzahl von Nachbarvektoren (N₁(e_Z), ..., N_n(e_Z)) vorgegeben und dem Zentralvektor (e_Z) oder dem jeweiligen Vektor (q) des Quantisierungsraums (Q) zugewiesen wird,

- dass für den Zentralvektor (e_Z) und jedem seiner ihm zugeordneten Nachbarvektoren (N₁(e_Z), ..., N_n(e_Z))

- der Zentralvektor (e_Z) sowie der jeweilige Nachbarvektor (N₁(e_Z), ..., N_n(e_Z)) nach einer vorgegebenen Vorschrift (Y) in den CIELAB-Farbraum (C) transformiert werden,

- nach vorgegebenen Kriterien, insbesondere durch Bildung des euklidischen Abstands, zwischen den in den CIELAB-Farbraum (C) transformierten Vektoren (e_Z, N₁(e_Z), ..., N_n(e_Z)), jeweils ein Farbunterschied (ΔE_{lokal, 1,} ΔE_{lokal, 2,} ... ΔE_{lokal, 6}) zwischen dem Zentralvektor und jeweils einem der Nachbarvektoren ermittelt wird, und

- der Farbunterschied ΔE_{lokal, 1,} ΔE_{lokal, 2,} ... ΔE_lokal,6)gegebenenfalls durch den Abstand (De₁, De₂, ... De₆) der Vektoren (e_Z, N₁(e_Z), ..., N_n(e_Z)) im Farbraum (R) dividiert wird,

- sodass für jeden Zentralvektor (e_Z) für jeden seiner Nachbarvektoren (N₁(e_Z), ..., N_n(e_Z)) jeweils ein Farbunterschied (ΔE_lokal) zur Verfügung steht, und

- dass für jeden einem Vektor (q) im Quantisierungsraum (Q) zugeordneten Zentralvektor (e_Z) aus den ihm zugeordneten Farbunterschieden (ΔE_lokal) zu seinen zugeordneten Nachbarvektoren (N₁(e_Z), ..., N_n(e_Z)) der, insbesondere arithmetische, Mittelwert oder Median gebildet wird und dieser als Multiplikator ΔÊ herangezogen und dem jeweiligen Vektor (q) zugeordnet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer Umgebung (u) derjenige Vektor als Zentralvektor (e_Z) ausgewählt wird, der dem arithmetischen Mittelwert der Summe aller Vektoren aus der jeweiligen Umgebung (u) am nächsten liegt.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Nachbarvektoren (N₁(e_Z), ..., N_n(e_Z)) eines Zentralvektors (e_Z) jeweils die Zentralvektoren von jeweils benachbarten Umgebungen (u) herangezogen werden.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wahrnehmbare Farbunterschied (ΔE) durch den Mittelwert oder den Median der Quantisierungsintervalle (S₁, S₂, ..., S_n) dividiert wird.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

- dass der Basisfarbvektor (B) aus einer vorgegebenen Umgebung (u) um die beiden Farbvektoren (E₁, E₂) gewählt wird,

- wobei der Basisfarbvektor (B) insbesondere dem arithmetischen Mittelwert zwischen dem ersten Farbvektor (E₁) und dem zweiten Farbvektor (E₂) gleichgesetzt wird.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

- dass die Differenz (dR) der Farbvektoren (E₁, E₂) durch Subtraktion der einzelnen Komponenten der beiden Farbvektoren (E₁, E₂) ermittelt wird

- dass die betragsmäßig größte Komponente der Differenz der Farbvektoren (E₁, E₂) als dominante Komponente (E_d) ermittelt wird und

- dass je ein Multiplikator (ΔÊ) durch Auswahl aus einer Anzahl vorgegebener Multiplikatoren (ΔÊ_1,r, ΔÊ_1,g, ΔÊ_1,b, ..., ΔÊ_n,r, ΔÊ_n,g, ΔÊ_n,b) in Abhängigkeit vom Basisfarbvektor (B) sowie von der dominanten Komponente (E_d) ermittelt wird,

- wobei der ausgewählte Multiplikator (ΔÊ) das Verhältnis des Abstands (ΔE_lokal) von in den CIELAB-Farbraum (C) transformierten Farbvektoren zum Abstand (De) dieser Farbvektoren (E₁, E₂) im vorgegebenen Farbraum (R) innerhalb einer vorgegebenen Umgebung (u) des Basisfarbvektors (B) zwischen zwei Vektoren angibt, die sich in der dominanten Komponente (E_d) betragsmäßig stärker als in den übrigen Komponenten unterscheiden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,

- dass für jeden Vektor (q) des Quantisierungsraums (Q) jeweils ein in der Umgebung (u) der auf den Vektor (q) abgebildeten Farbvektoren (e) als Zentralvektor (e_Z) herangezogen wird, und dass innerhalb der Umgebung oder innerhalb einer weiteren Umgebung um den Zentralvektor (e_Z) eine Anzahl von Nachbarvektoren (N₁(e_Z), ..., N_n(e_Z)) vorgegeben wird,

- dass dem Zentralvektor (e_Z) und/oder dem jeweiligen Vektor (q) des Quantisierungsraums (Q) Nachbarvektoren (N₁(e_Z), ..., N_n(e_Z)) zugewiesen werden, wobei jeder der Nachbarvektoren (N₁(e_Z), ..., N_n(e_Z)) jeweils in einer der Komponenten gegenüber dem Zentralvektor (e_Z) betragsmäßig stärker als in den übrigen Komponenten verschoben ist,

- dass zwischen dem Zentralvektor (e_Z) und denjenigen seiner ihm zugeordneten Nachbarvektoren (N₁(e_Z), ..., N_n(e_Z)), die sich jeweils in einer der Komponenten vom dem Zentralvektor (e_Z) betragsmäßig stärker als in den übrigen Komponenten unterscheiden jeweils

- der Zentralvektor (e_Z) sowie der jeweilige Nachbarvektor (N₁(e_Z), ..., N_n(e_Z)) nach einer vorgegebenen Vorschrift (Y) in den CIELAB-Farbraum (C) transformiert werden,

- nach vorgegebenen Kriterien, insbesondere durch Bildung des euklidischen Abstands, zwischen den in den CIELAB-Farbraum (C) transformierten Vektoren (e_Z, N₁(e_Z), ..., N_n(e_Z)), ein Farbunterschied (ΔE_{lokal, 1,} ΔE_{lokal, 2,} ΔE_{lokal, 3,} ΔE_{lokal, 4}) ermittelt wird, und

- der Farbunterschied (ΔE_{lokal, 1,} ΔE_{lokal, 2,} ΔE_{lokal, 3,} ΔE_{lokal, 4}) gegebenenfalls durch den Abstand (De₁, De₂, De₃, De₄) der Vektoren (e_Z, N₁(e_Z), ..., N_n(e_Z)) im Farbraum (R) dividiert wird,

- sodass für jeden Zentralvektor (e_Z) für jeden seiner Nachbarvektoren (N₁(e_Z), ..., N_n(e_Z)) jeweils ein Farbunterschied (ΔE_lokal) zur Verfügung steht, und

- dass für jeden einem Vektor (q) im Quantisierungsraum (Q) zugeordneten Zentralvektor (e_Z) für jede einzelne Koordinatenrichtung (r, g, b) separat aus den dem Vektor (q) zugeordneten Farbunterschieden (ΔE_lokal) zu seinen ihm zugeordneten Nachbarvektoren (N₁(e_Z), ..., N_n(e_Z)) jeweils ein, insbesondere arithmetischer, Mittelwert oder Median gebildet wird dieser als Multiplikatorwert ΔÊ herangezogen und dem jeweiligen Vektor (q) für die jeweilige Komponente (e_Z) zugeordnet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Multiplikatorwerte (ΔÊ(q)) in einem Speicher (3) abgespeichert vorliegen, wobei für jeden einzelnen Vektor (q) des Quantisierungsraums (Q) jeweils separate Speicherbereiche für jede der Komponenten vorgesehen sind und der dem jeweiligen Basisvektor (B) zugeordnete Multiplikator (ΔÊ) vor seiner Multiplikation mit dem Abstand (ΔR) in Abhängigkeit vom Vektor (q) sowie von der dominanten Komponente (E_d) aus dem Speicher abgerufen wird.

14. Vorrichtung zur Bestimmung der Farbtreue (ΔÊ) und/oder zur Ermittlung des für den Menschen wahrnehmbaren Farbunterschieds (ΔE) zwischen zwei jeweils durch Farbvektoren (E₁, E₂) vorgegebenen Farben, umfassend zumindest einen Farb-Helligkeitssensor (10), an dessen Ausgang ein Farbvektor (E₁, E_d in einem Farbraum (R) anliegt,
gekennzeichnet durch

- eine dem Farb-Helligkeitssensor (10) nachgeschaltete Abstandsbildungseinheit (1), die den Farbabstand (ΔR), insbesondere in Form des Euklidischen Abstands, zwischen den beiden Farbvektoren (E₁, E₂) ermittelt und an ihrem Ausgang zur Verfügung hält,

- eine dem Farb-Helligkeitssensor (10) nachgeschaltete Quantisierungseinheit (2), der die beiden Farbvektoren (E₁, E₂) zugeführt sind und die abhängig von einem der Farbvektoren (E₁, E₂) oder beiden Farbvektoren (E₁, E_d jeweils einen Basisvektor (B) ermittelt und anschließend eine Umgebung (u) im Farbraum (R) ermittelt, innerhalb der sich der Basisvektor (B) befindet und an ihrem Ausgang einen dieser Umgebung (u) zugeordneten Quantisierungsvektor (q) zur Verfügung hält,

- einen Multiplikatorspeicher (3), in dem für jeden Quantisierungsvektor (q) jeweils ein Multiplikatorwert (ΔÊ(q)), der das Verhältnis des Abstands (ΔE_lokal) von in den CIELAB-Farbraum (C) transformierten Farbvektoren zum Abstand (D_e) dieser Farbvektoren (E₁, E₂) im vorgegebenen Farbraum (R) innerhalb einer vorgegebenen Umgebung (u) des Basisfarbvektors (B) als Farbtreue (ΔE) oder Farbunterschieds (ΔE) angibt, wobei dem Multiplikatorspeicher (3) der von der Quantisierungseinheit (2) erstellte Quantisierungsvektor (q) zugeführt ist und am Ausgang des Multiplikatorspeichers (3) jeweils derjenige Multiplikatorwert abgespeichert vorliegt, der dem jeweiligen Quantisierungsvektor (q) zugeordnet ist, sowie

- eine Multiplikatoreinheit (4), die dem Multiplikationsspeicher (3) sowie der Abstandbildungseinheit (1) nachgeschaltet ist und an deren Ausgang das Produkt aus dem Multiplikatorwert (ΔÊ(q)) als für den Menschen wahrnehmbarer Farbunterschied (ΔE) und/oder Farbtreue (ΔE) anliegt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen Sollwertspeicher, in dem der zweite Farbvektor (E₂) als Sollwert abgespeichert ist und der Abstandsbildungseinheit (1) und der Quantisierungseinheit (2) vorgeschaltet ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass

- eine Einheit (5) zur Bildung der dominanten Komponente (E_d) vorgesehen ist, der die Farbvektoren (E₁, E₂) zugeführt sind, die eine vektorielle Differenz zwischen den beiden Farbvektoren (E₁, E₂) bildet und die Position der betragsmäßig größten Komponente der Differenz (dR) der Farbvektoren (E₁, E₂) an ihrem Ausgang zur Verfügung hält,

- der Multiplikatorspeicher (3) für jeden der Quantisierungsvektoren (q) jeweils so viele Multiplikatoren (ΔÊ) abgespeichert enthält, wie die Farbvektoren Komponenten aufweisen, wobei für jeden Quantisierungsvektor (q) und für jede Koordinatenrichtung (r, g, b) im Farbraum (R) jeweils ein Multiplikatorwert (ΔÊ) abgespeichert ist,

- für jeden einem Vektor (q) im Quantisierungsraum (Q) zugeordneten Zentralvektor (e_Z) für jede einzelne Koordinatenrichtung (r, g, b) separat aus den dem Vektor (q) zugeordneten Farbunterschieden (ΔE_lokal) zu seinen ihm zugeordneten Nachbarvektoren (N₁(e_Z), ..., N_n(e_Z)) jeweils ein, insbesondere arithmetischer, Mittelwert oder Median abgespeichert vorliegt, und

- der Ausgang der Einheit (5) zur Bildung der dominanten Komponente (E_d) dem Multiplikatorspeicher (3) zugeführt ist, wobei am Ausgang des Multiplikatorspeichers (3) jeweils derjenige Multiplikator (ΔÊ) anliegt, der jeweils dem von der Quantisierungseinheit (2) gebildeten Quantisierungsvektor (q) und der von der Einheit (5) abgegebenen dominanten Komponente (E_d) zugeordnet ist.

Zeichnung